青芒果调味液的工艺优化研究及香气成分分析

马烁 刘瑾 赵华

摘要：以青芒果为原材料，采用冷凝回流方法得到粗样品芒果调味液。以调味液的香气成分5-羟甲基糠醛（5-HMF）的浓度作为提取工艺的评判标准，然后在粗样品中加入硅藻土澄清剂进行澄清脱色处理。通过单因素实验和正交实验确定了芒果香气调味液的最佳工艺条件为料液比1∶10、乙醇浓度60%、水浴温度65 ℃、回流时间4 h。然后采用GC-MS对其香气成分进行分析，鉴定出12种挥发性香气成分，最主要的香气成分有5-HMF、1，1-二乙氧基乙烷、糠醛和5-甲基呋喃醛等。该实验对新型调味液的研发具有重要意义。

关键词：青芒果；调味液；香气；工艺优化

中图分类号：TS255.4      文献标志码：A     文章编号：1000-9973（2023）05-0170-05

Abstract： Using green mango as the raw material， the crude sample of mango flavoring liquid is obtained by condensation reflux method. The concentration of the aroma component 5-hydroxymethyl furfural （5-HMF） of flavoring liquid is used as the evaluation standard of extraction technology， and then diatomite clarifier is added into the crude sample for clarification and decoloration. Through single factor experiment and orthogonal experiment， the optimum technological conditions of mango aroma flavoring liquid are determined as follows： the ratio of solid to liquid is 1∶10， the concentration of ethanol is 60%， the temperature of water bath is 65 ℃， and the refluxing time is 4 h. And then the aroma components are analyzed by GC-MS， and12 volatile aroma components are identified.The main aroma components are 5-HMF， 1，1-diethoxyethane， furfural and 5-methyl furfural.This experiment is of great significance to the research and development of new flavoring liquid.

Key words： green mango; flavoring liquid; aroma; process optimization

收稿日期：2022-11-02

基金項目：宁夏回族自治区重点研发项目（2020BDE43008-02）

作者简介：马烁（1996-），女，硕士，研究方向：发酵工程。

*通信作者：赵华（1963-），男，教授，博士，研究方向：发酵工程。

芒果是被称作“热带果王”的水果中的佳品[1]，不仅含有一些营养价值高的成分，如维生素、粗纤维、氨基酸、纤维素、矿物质、糖类和有机酸等[2—5]，而且经济价值非常高，生产周期短且经济寿命长[6]。芒果的应用范围也很广，可生食或者制作成多种芒果类加工品，种类丰富。可将八九成熟的芒果加工成罐头、果酱、果汁等，还有将未成熟的芒果芽加工成香话芒果[7—9]。青芒果味酸涩，不宜直接食用，但保鲜效果好，生产周期长，又因对青芒果催熟的工艺复杂、性价比低，所以大部分不能直接食用的青芒果被废弃扔掉，这种情况不仅非常浪费资源，还有可能造成环境污染。本实验利用青芒果制备调味液，该调味液可变废为宝，又能提高经济效益。青芒果调味液可以为酒行业产品的开发和充分利用提供参考，也为青芒果调味液的提取工艺提供一定的依据，进一步拓宽了青芒果的应用范围，为实现青芒果商品化有重要的意义。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

青芒果：市售海南新鲜小青芒；95%食用酒精：天津市宁河县酒厂；无水乙醇：天津市科密欧化学试剂有限公司；2-苯乙醇：阿拉丁试剂有限公司；硅藻土：天津市化学试剂三厂。

1.2 仪器

UV-5100紫外可见分光光度计 天津亿诺科学仪器有限公司；TG16 台式高速离心机 上海卢湘仪离心机仪器有限公司；Agilent 1120高效气相色谱仪 美国安捷伦科技公司；Epoch 2全波长酶标仪 美国伯腾仪器有限公司；DHP-9032电热恒温培养箱 深圳市三莉科技有限公司。

1.3 工艺流程及操作要点

1.3.1 工艺流程[10]

芒果→烘干→粉碎→过筛→萃取→分离→静置→离心→成品。

1.3.2 操作要点

芒果去皮、去核切块后，置于50 ℃干燥箱中烘干，烘干后进行粉碎，过40目筛；将粉碎后的芒果粉按照一定比例加入食用酒精，然后采用冷凝回流装置，在特定温度和时间下进行萃取，萃取结束后，将溶液和溶质过滤分离，得到萃取的原液，即粗样品；在粗样品中加入一定比例的澄清脱色剂，静置一定时间后进行离心，得到成品。

1.4 青芒果香味成分测定

1.4.1 样品前处理

将青芒果香味调味液采用旋转蒸发仪进行10倍浓缩，将浓缩的液体过0.22 μm有机相微孔滤膜后作为待测样品，利用GC-MS检测分析其挥发性香气成分和峰面积比[11—12]。

1.4.2 GC-MS检测条件

HP-INNOWax色谱柱（30 mm×0.25 mm，0.25 μm）程序升温：40 ℃保持2 min，然后以10 ℃/min升至180 ℃，保持1 min，最后以20 ℃/min升至220 ℃，保持10 min。进样口温度25 ℃，载气为He，流速1 mL/min，进样量1 μL，不分流进样。

1.4.3 质谱条件

四级杆温度150 ℃，EI离子源，离子源温度230 ℃，扫描范围（m/z）33～450。

1.5 青芒果香味含量的测定

最大吸收波长的测定：利用上述 GC-MS法检测出青芒果最典型的香气成分5-HMF，然后配制其标准液，在波长为200～300 nm之间，每2 nm测定吸光度值，测定其最大吸收波长（以食用乙醇作为空白）。

1.6 青芒果調味液口感评价

青芒果调味液口感评分标准见表1。

1.7 数据分析

利用标准谱库NIST-MS检索、分析香气物质。

2 结果与分析

2.1 青芒果香味调味液的香味含量测定

青芒果调味液中最独特的具有香气化学活性成分的是5-HMF。本实验中芒果香味调味液香气成分的测定即以5-HMF的浓度和口感评分作为提取工艺优化的标准，考察料液比、水浴温度、乙醇浓度及回流时间对萃取效果的影响。萃取后再通过透过率、色度和口感评分来考察澄清剂种类、添加量、静置温度和分离时间对其分离效果的影响。最后对最优工艺条件下生产的最终成品进行香气成分分析。在波长λ为252 nm处测得5-HMF的吸光度A最大，为2.962。5-HMF的标准曲线回归方程为y=44.67x+7.432 9，R2=0.999 2。

2.2 青芒果香味调味液的提取工艺优化

2.2.1 料液比对萃取效果的影响

将烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25与60%的乙醇进行混合，在60 ℃条件下冷凝回流3 h，分离后加入1 g/L的硅藻土在4 ℃静置48 h离心得到成品，用5-HMF浓度和口感评分考察料液比对最后萃取效果的影响，结果见图1。

由图1可知，随着原料添加的比例逐渐降低，芒果调味液中的5-HMF浓度先逐渐升高，在料液比为1∶10时，5-HMF的浓度最大，随着原料添加比例逐渐降低，5-HMF的浓度逐渐降低。调味液的口感也随着原料添加比例的降低开始趋于稳定，在料液比为1∶10以后急剧降低。综合考虑5-HMF的浓度、口感以及成本问题，选择适宜的料液比为1∶10。

2.2.2 水浴温度对萃取效果的影响

将烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10与60%的乙醇进行混合，在40，50，60，70，80 ℃的水浴温度条件下冷凝回流3 h，分离后加入1 g/L的硅藻土，在4 ℃静置48 h离心得到成品，用5-HMF的浓度和口感评分考察水浴温度对最后萃取效果的影响，结果见图2。

由图2可知，当水浴温度低于50 ℃时，调味液中5-HMF的浓度变化不大，当水浴温度升到50 ℃以后，调味液中5-HMF的浓度开始上升，当水浴温度为60 ℃时，5-HMF的浓度达到最大。在水浴温度超过60 ℃以后，5-HMF的浓度不断下降。口感评分的变化趋势与5-HMF的浓度变化趋势相差不大，同样是在60 ℃之前，评分逐渐上升，在60 ℃时达到最大再继续上升温度，口感评分骤跌。综合考虑这两种因素，选择适宜的水浴温度为60 ℃。

2.2.3 乙醇浓度对萃取效果的影响

将烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10与30%、40%、50%、60%、70%浓度的乙醇进行混合，在60 ℃的水浴温度条件下冷凝回流 3 h，分离后加入1 g/L的硅藻土，4 ℃静置48 h离心得到成品，用5-HMF的浓度和口感评分考察乙醇浓度对最后萃取效果的影响，结果见图3。

由图3可知，在溶剂中乙醇浓度在30%～60%时，青芒果香味调味液中5-HMF的浓度随着溶剂中乙醇浓度的增加逐渐升高，在溶剂中乙醇浓度达到60%时，5-HMF的浓度达到最大。继续增加溶剂中乙醇浓度，调味液的5-HMF浓度开始下降。调味液的口感评分与5-HMF浓度的变化趋势大致相同，在溶剂中乙醇浓度为60%时达到最高的口感评分，继续增加乙醇浓度，调味液的口感评分骤跌。推测应该是乙醇浓度过高时，调味液溶解杂质过多，导致调味液中溶解的5-HMF浓度降低以及口感评分骤跌。因此，选择适宜的乙醇浓度为60%。

2.2.4 回流时间对萃取效果的影响

将烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10与60%的乙醇进行混合，在60 ℃的水浴温度条件下冷凝回流2，2.5，3，3.5，4 h，分离后加入1 g/L的硅藻土，在4 ℃静置48 h离心得到成品，用5-HMF的浓度和口感评分考察回流时间对最后萃取效果的影响，结果见图4。

由图4可知，随着回流时间的增加，在回流时间4 h之前，青芒果香味调味液中的5-HMF浓度不断增加，口感评分也不断增加，在回流4 h时，5-HMF的浓度达到最高，再继续增加回流时间，调味液中的5-HMF浓度不升反降，同时调味液的口感评分也降低了。推测是5-HMF的溶出已经达到平衡，继续增加回流时间，调味液中5-HMF的浓度不再增加，而杂质的溶出增多，从而导致口感评分降低。回流4 h的口感评分与回流3 h的相差不大，综合考虑到5-HMF的浓度，选择适宜的回流时间为4 h。

2.3 萃取工藝的正交实验

选择对青芒果香味调味液影响较大的4个因素：料液比、水浴温度、乙醇浓度和回流时间。进行上述单因素分析后，选择3个水平再进行L9（34）正交实验进一步优化。以口感评分作为测评标准，从而确定更优的萃取工艺。萃取效果的正交实验因素水平梯度见表2，青芒果香味调味液提取工艺的正交实验结果见表3，方差分析结果见表4。

由表3中的R值可知，影响青芒果香味调味液提取工艺的影响因素从高到低的顺序为A>C>D>B。由表4可知，A（料液比）和C（乙醇浓度）这两个因素对结果有显著性影响（P＜0.05），B（水浴温度）和D（回流时间）这两个因素对实验结果的影响不显著。通过表3和表4得到正交实验的最优方案为 A2B3C2D2，由于最佳组合未在正交实验组中，后经验证实验可得最佳组合A2B3C2D2感官评分最高，为97分，即青芒果香味调味液提取的最佳条件是在1∶10的料液比和水浴65 ℃的情况下，用60%的乙醇提取4 h。

2.4 青芒果香味调味液的香气成分分析

实验将烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10与60%的食用酒精进行混合，在65 ℃条件下冷凝回流4 h，分离后加入1.7 g/L的硅藻土，在4 ℃静置30 h后离心得到青芒果香味调味液，将其进行样品前处理后，采用气相色谱与质谱联用技术分析青芒果香味调味液中的香气成分和峰面积，得到气质色谱图，见图5。再进行挥发性成分分析，结果见表5。

由表5可知，青芒果调味液中挥发性香气成分有12种，其中5-HMF的含量最高，可达33.46%，是青芒果香味调味液的典型香气成分。其他香气成分还有一些芳香、水果香和焦糖香等，如 1，1-二乙氧基乙烷（29.24%）、呋喃甲醛（14.67%）、2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4（H）-吡喃-4-酮（13.41%）、糠醇（1.78%）、棕榈酸（1.53%）、糠酸（0.77%）、磷酸三乙酯（0.64%）、异麦芽酚（0.36%）、邻苯二甲酸二乙酯（0.16%）等。

3 总结

将芒果香味调味液以冷凝回流法进行萃取，以调味液的香气成分5-HMF的浓度作为评判指标，得到最佳提取条件是将烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10与60%的乙醇进行混合，在65 ℃条件下冷凝回流4 h，得到粗样品。粗样品进行过滤分离后加入1.7 g/L 的硅藻土，在4 ℃静置30 h后离心得到青芒果香味调味液。然后采用气相质谱与色谱联用技术对青芒果香味调味液的香气成分进行分析。共鉴定出12种挥发性香气成分，其中最主要的香气成分是5-HMF、1，1-二乙氧基乙烷、呋喃甲醛、5-甲基呋喃醛等。

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